（生物医学工程专业论文）酚维a胺及其衍生物的合成.pdf

摘要 摘要 本文介绍了具有抗肿瘤活性的维甲酸类化合物酚维a 胺( 4 h p r ) 及其衍生 物的研究进展，并展望其今后的研究动向。维甲酸类化合物通过激活受体蛋白来 调控核基因的表达，产生抗肿瘤作用。 本文研究了酚维a 胺( 4 - h p r ) 合成的新方法。通过全反式维甲酸与草酰氯 反应生成酰氯，再与三乙胺成盐，然后将得到的酰基铵盐与对氨基苯酚发生酰胺 化反应，制得4 - h p r 。该方法解决了文献报道方法在大规模合成时存在的多种问 题如后处理繁琐、收率低等，具有操作简单、反应条件温和以及产率高等特点。 本文还研究了4 o h p r 的合成新方法，将维甲酸甲酯化后，与三氯化铁氧 化，水解得到4 氧维甲酸，然后通过酰氯法与对氨基苯酚合成了4 o 4 h p r 。 降低了类维a 酸的毒性、提高其药物活性，寻找有更好治疗效果和选择性的类 维a 酸衍生物，本论文通过引入羰基对它进行了结构改造，合成了7 个尚未见 文献报道的酚维a 胺衍生物。 为了研究抗肿瘤药物n ( 4 羟苯基) 维甲酰胺( 4 h p r ) 的作用机理和其生物 学作用靶点，合成了4 - h p r 的生物素衍生物。4 h p r 与3 溴1 丙醇烷基化反应 得到含羟基链化合物，4 氨基丁酸与生物素发生酰胺化反应得到羧酸化合物，最 后通过酯化反应将4 h p r 与生物素连接得到目标化合物。合成了4 个酚维a 胺 系列的生物素衍生物，并有7 个中间体。 下一步将对合成目标化合物进行活性筛选，希望对构效关系进行进一步的补 充，为进一步的结构优化及药物研究提供基础。 关键词：酚维a 胺，维甲酸受体，构效关系，生物素，合成 a b s t r a c t t h ea n t i c a n c e ra c t i v i t yo fr e t i n o i ca c i dw i t ht h ec o m p o u n dn ( h y d o r x y p h e n y l ) r e t i n a m i d e ( 4 - h p r ) w a ss h o w ni nt h i sp a p e r a n di ta l s od e r i v a t i v e sr e s e a r c hp r o g r e s s a n dp r o s p e c t so fi t sf u t u r er e s e a r c ht r e n d r e t i n o i ca c i d c o m p o u n d st h r o u g ht h e n u c l e a rr e c e p t o rt or e g u l a t eg e n ee x p r e s s i o n ，t op o s s e si t sa n t i t u m o re f f e c t i v e an e wm e t h o dt os y n t h e s i z e4 - h p ri sd e s c r i b e d i tc o n s i s t so ft h ep r e f e r r e ds t e p s o fr e a c t i n ga l l - t r a n sr e t i n o i ca c i dw i t ho x a l y lc h l o r i d et of o r mr e t i n o y lc h l o r i d ea n d t h e nr e a c t i n gw i t ht r i e t h y l a m i n et og e n e r a t er e t i n o y la m m o n i u ms a l tw h i c hi nt u r ni s r e a c t e dw i t h4 - a m i n o p h e n o lt o e v e n t u a l l yp r o d u c e4 - h p r t h i sp r o c e s sp r o v i d ea l l e a s y ，m i l da n dh i g hy i e l dr o u t ef o rs y n t h e s i so f4 h p r a n dt h e nan e wm e t h o dt o s y n t h e s i z e4 - 0 4 h p ri sd e s c r i b e d f i r s tr e a c t i n g a l l - t r a n sr e t i n o i ca c i dw i t hd i m e t h y ls u l p h a t et of o r mr e t i n o y lm e t h y l a t e ；a n dt h e n o x i d i z i n gw i t hf e c l 3 ( a q ) t og e n e r a t e4 - o x o - r e t i n o y lm e t h y l a t e ，a n dh y d r o l y s i st o g e n e r a t e4 - o x o 。r e t i n o i ca c i d f i n a l l yr e a c t i n g4 - o x o - r e t i n o i ca c i dw i t ht h i o n y lc h l o r i d e t of o r mr e t i n o y lc h l o r i d ea n dt h e nr e a c t i n gw i t h t r i e t h y l a m i n et og e n e r a t er e t i n o y l a m m o n i u ms a l tw h i c hi n t u mi sr e a c t e dw i t hp - a m i n o p h e n o lt o e v e n t u a l l yp r o d u c e 4 o x o 4 h p r i no r d e rt od e c r e a s et o x i c i t i e so fr e t i n o d sa n de n h a n c ep h a r m a c a le f f e c t sa n dg a i n t h er e l a t i v ew i t hb e t t e rc u r i n ge f f e c ta n ds e l e c t i v e ，s t r u c t u r e so fr e t i n o i ca c i d s w e r e m o d i f i e db yi n d u c i n gc a r b o n y lg r o u p si nt h i sp a p e r s e v e nd e r i v a t i v e so f4 h p rw e r e s y n t h e s i z e da n dn o tr e p o r t e di nl i t e r a t u r e su n t i ln o w a b i o t i n y l a t e dd e r i v a t i v eo f4 - h p rw a ss y n t h e s i z e dt of u r t h e ru n d e r s t a n di t s b i o l o g i c a lm e c h a n i s m sa n dt oi d e n t i f yi t st a r g e tp r o t e i n s 。4 - h p rw a st r e a t e dw i t h 3 - b r o m o - 1 一p r o p a n a lt og e n e r a t et h ec h a i np r o d u c t ，w h i c ht h e nr e a c t e dw i t ht h ea c i d a m i d e c o m p o u n do b t a i n e df r o mb i o t i na n d 4 - a m i n o b u t y t i ca c i d t h e4 - h p r d e r i v a t i v ew a si d e n t i f i e da n dh a sn o tb e e nr e p o r t e dy e t t h ep h a r m a c o l o g i c a lt e s t so ft h e s ec o m p o u n d sw i l lb ec a r r i e do u ti nf u t u r e t h e s t r u c t u r e a c t i v i t yr e l a t i o n s h i pi sg o i n gt ob ef u r t h e re x t e n d e da n dp r o v i d e su s e f u l e x p e r i e n c et ot h ef u r t h e rr e s e a r c h e s k e yw o r d s ：4 - h p r ：r e t i n o i ca c i d r e c e p t o r s ( r a r s ) ；s t r u c t u r e a c t i v i t y r e l a t i o n s h i p ：b i o t i n ；s y n t h e s i s 东南人学硕一j j 学位论文 目录 摘要i a b s t r a c t i i 目勇之：i v 第一章绪论：1 1 1 类维生素a 及其衍生物的研究进展l 1 1 1 类维生素a 与酚维a 酰胺的简介l 1 1 2 维甲酸受体2 1 1 3 维甲酸受体化合物的研究现状4 1 1 4 维甲酸类药物的毒副作用及不良反应1 l 1 2 小分子探针技术1 2 1 3 本论文研究思路及内容13 第二章酚维a 胺及其衍生物的合成1 9 2 1 文献丌1 顾19 2 1 1 酚维a 胺的研究进展19 2 1 2 酚维a 胺合成2 l 2 2 合成计划2 3 2 2 1 合成思路2 3 2 2 2 合成路线的设计与酰化反应条件的考察2 5 2 3 结果与讨论2 6 2 4 实验部分2 7 2 4 1 仪器和材料2 7 2 4 2i 类目标化合物的合成2 7 参考文献3 0 第二章4 氧4 酚维a 胺类化合物的合成3 2 3 1 文献同顾3 2 3 2 i i 类目标化合物合成路线设计及实验讨论，3 2 3 2 1 i i 类目标化合物合成路线设计3 4 3 2 2 合成策略及实验讨论3 4 3 3 结果与讨论3 5 3 4 实验部分3 5 3 4 1 仪器和材料3 5 3 4 2i i 类目标化合物的合成3 6 参考文献4 2 第四章酚维a 胺的分子探针标记4 3 4 1 文献意义4 3 4 1 1 生物素抗生物素蛋白系统简介4 3 4 1 2 光亲和标记技术4 3 4 1 3 光亲和标记的光亲和基团4 4 4 2 合成计划4 4 4 2 1 合成思路4 4 4 2 2 化合物设计路线4 5 4 3 结果与讨论4 7 i v 4 4 试验部分4 8 4 4 1 仪器与试剂4 8 4 4 2 4 - h p r - b i o t i n 的合成4 8 4 4 3 4 - 0 - 4 - h p r - b i o t i n 的合成5 0 4 4 4 生物素光亲和标记4 - h p r 化合物的合成：5 1 4 4 5 生物素光亲和标记4 - 0 - 4 h p r 化合物的合成5 2 参考文献! 5 5 论文总结5 6 发表论文5 7 致 谢5 8 附录合成化合物图谱5 9 v 第一章绪论 第一章绪论 1 1 类维生素a 及其衍生物的研究进展 1 1 1 类维生素a 与酚维a 酰胺的简介 癌症是威胁人类生命与健康的第一杀手。世界卫生组织统计，全世界癌症患者 高达1 4 0 0 0 万人，每年死于癌症人数为7 0 0 万人，仅我国就占1 5 的比例，因此癌 症的预防与治疗任务十分艰巨。药物治疗是癌症治疗的三大疗法之一。肿瘤药物治 疗的历史由来以久，但用化学药物治疗肿瘤只是近五十年的事。与手术治疗及放射 治疗相比，药物治疗的历史要短得多。但经过五十多年的努力，科学家已发现几十 种有效的抗肿瘤药物。新抗肿瘤药物的不断发现及深入研究已使肿瘤化学治疗成为 学科并使肿瘤内科学得以诞生。 类维生素a ( r e t i n o i d s ) 是一类天然或合成的具有维生素a 活性的视黄醇衍生 物其在动物的生长、发育、促进细胞分化、胚胎发育、视觉、免疫反应以及繁殖 等过程中十分重要的作用【i 】。维甲类这一概念指维生素a 及其各种天然和合成的 衍生物，如视黄醇( r e t i n 0 1 ) 、视黄醛( r e t i n a l ) 、视黄酸( 又称维甲酸，r a ) 以及人工 合衍生物，包括维胺酸、维胺脂等，它们均有诱导分化的作用。酚维a 胺( 4 h p r ) 为维甲酸末端以4 羟基苯基取代而来，4 - h p r 和常见的维甲酸类化合物结构式 分别如：全反式维甲酸( a 1 1 t r a n sr e t i n o i ca c i d ) 、全反式视黄醛( a 1 1 t r a n sr e t i n a l ) 、 视黄醇( v i t a m i n ear e t i n 0 1 ) 、11 顺视黄醇( 1 1 c i sr e t i n 0 1 ) ( 图1 1 ) 等。 目前人工合成的类维生素a 药物已达2 5 0 0 余种，对约1 2 0 余种皮肤病治疗 有效，被广泛用于治疗各种角化异常性皮肤病、光老化性皮肤病以及多种皮肤肿 瘤，并取得了较好的治疗效果。此外，近年大量新类维生素a 药物的合成以及 大量的临床试验的研究发现，类维生素a 可抑制肿瘤的发生【2 1 及癌细胞( 如肺癌、 乳腺癌、膀肤癌等) 的繁殖和扩散等【3 4 】。1 9 8 9 年类维a 酸的两种细胞核受体一维 a 酸受体( r e t i n o i ca c i dr e c e p t o r ，r a r ) 和维a 酸x 受体( r e t i n o i dxr e e e p t o r ，r x r ) 的发现使人们对类维a 酸的生物活性作用机制研究有了非常大的发展【5 - 8 】，至此， 围绕类维a 酸的研究一类维a 酸与其受体的作用机制的生理学研究、寻找具有 更好疗效的类维生素a 和异维a 酸的衍生物的合成研究和类维生素a 在皮肤病、 癌症领域的临床试验和研究等吸引了许多研究者的广泛兴趣。 东南人学硕l ：学位论义 14 - h p r n 肜洲 h c h o o h 2a 1 1 t r a n sr e t i n o i ca c i d ( 维甲酸) 3a i i - t r a n sr e t i n a l ( 全反式视黄醛) 4v i t a m i n ear e t i n o l ( 视黄醇) c h o 51 1 - c i sr e t i n o l ( 1 1 - 顺视黄醇) h 3 c o h 6 o e t 图1 1 酚维a 胺( 4 h p r ) 于2 0 世纪7 0 年代由强生公司研发的，属于维甲酸类化合 物，有显著的肿瘤化学预防作用。随着研究的深入，发现4 h p r 与传统的维甲 酸类化合物不同，其诱导分化作用较弱，而促进肿瘤细胞凋亡较强，且毒性远较 其它维甲酸类化合物低，可长期使用，耐药性发生率也较传统维甲酸类化合物低， 并可单独或合用其它化疗药物抗肿瘤。近年来的研究显示4 - h p r 对多种实体瘤 均有直接的抑制作用并已进入了临床试验。4 - h p r 能够抑制肿瘤细胞增殖、促进 分化、引发凋亡，并影响其他信号传导途径9 1 。4 - h p r 诱导凋亡的生化途径十分 复杂，己报道同时有维甲酸( r a ) 受体依赖型和r a 受体非依赖型，后者包括促进 活性氧簇( r o ) s 及神经酰胺的产生等。因此4 - h p r 成为目前研究的热点之一。 1 1 2 维甲酸受体 维甲酸类化合物在多种肿瘤细胞中，发挥调节分化、抑制生长和诱导细胞凋 亡的作用，无论是在体内由视黄醇合成的，还是以外源药物形式摄入的维生素a ， 一旦进入细胞核，即与其特异性核受体结合，通过调节靶基因的表达而发挥其生 物学活性，产生维甲酸活性效应。 像固醇类和活性维a 酸、维生素d 等小的疏水性分子控制着不同的生物学 现象，包括生长、发育、新陈代谢和内环境稳定，通过结合或者激活特别的细胞 2 第一章绪论 和受体。细胞核受体是可诱导配位体转录蛋白主要通过调节它们的靶基因表达。 在过去的2 0 年罩，细胞核受体的生理功能及其特殊的配体已经被详细阐述【l 0 1 。 在人类基因组编码已经有4 8 个细胞和受体家族成员【l 。各种内源性的、合成的 细胞核单独受体已经被报道。因此，核受体已经成为药物研发最为重要的药物分 予靶向之一，主要在癌症发现、代谢综合症和自身免疫性疾病等。类视黄醇是天 然的和合成的视黄酸类似物，是维他命a 的活性代谢物。并且是脊椎动物细胞 增殖，分化和形态行成的特殊调制器。类维甲酸是首先通过维生素a 的化学结 构确定的化合物，但现在已被作为生物界两个经典的核受体配体调节视黄酸的生 物活性，即维甲酸受体( r a r s ) 和维甲酸x 受体( r x r s ) 是s p o m 等在1 9 8 5 提出的【1 2 】。维甲酸的现代药用化学在2 0 世纪7 0 年代开始，主要是集中在于它 们的化学预防和治疗效用的肿瘤学和皮肤学【i3 1 4 】。尽管维a 酸的有好的活性， 但是由于高毒性维甲酸治疗范围仍然是有限的，只有少数维甲酸，如全反式维甲 酸和芳香维甲酸( 图1 1 化合物6 ) 的治疗银屑病在最近已经临床使用i l 副。 图1 2 除了所谓的维甲酸活性效应，r x r s 核受体的重要作用是通过异二聚体与各 种核受体作用，二聚体和配体结合后才能对基因转录起调节作用。r x r s 的异二聚体 的结合受体包括内分泌核受体，如r a r s 受体、维生素d 3 受体( v d r ) 和甲状腺激 素受体( t r s ) 以及和一些其他的单独核受体，如过氧化物酶增殖物激活受体 ( p p a r s ) ，肝x 受体( l ) 承s ) 和法呢酯x 受体( f b ) 。r a r 和r x r 成异二聚 体后，首先r a r 和维甲酸结合，二聚体发生构型转变，消除空间位阻后，然后r x r 才能和配体结合。当异二聚体中两受体都和配体结合时，可以协同促进靶基因的转 3 东南人学硕十学位论义 录。二聚体被激活后可作为转录调节因子与靶基因结合，从而调节基因的转录和表 达，发挥包括抗肿瘤在内的一系列生物学效应( 图1 2 ) 。 在各种细胞核受体配体中，维甲酸是独一无二的。有两种维甲酸核受体，r a r s 和r x r s ，并且都有有3 个亚型( q 、8 和y ) 。对于r a r s 和r x r s 内源性配体通 过全反式维甲酸和9 顺式维甲酸分别确定，而且9 顺式维甲酸即可以与m a r s 有高 亲和力又与r x r s 有亲和性【1 6 椰】。因此，9 顺式维甲酸是一个泛激动剂对于所有 6 种维甲酸核受体。大部分的维甲酸活性是通过结合r a r 或者r x r r a r 的二 聚体引起。r x r s 受体是r a r s 受体沉默的伙伴，而且r x r 激动剂不能单独激 活r x r r a r 二聚体，即使r x r 激动剂的变构性的增加r a r 配体( 维甲酸协同 效应) 1 8 - 2 0 】。 r a r 和r x r 各个亚型又可以根据氨基酸的排列不同分为i 型及i i 型，如r a r q - 和r a r qn r a r q 主要分布在造血组织；r a r b 的分布以脑和生殖系统为 主；r a r y 则分布在皮肤以及软骨组织。r x r a 在内脏组织中如肝、肾、肺、脾 及肌肉中比较丰富：r x r 1 3 除在肝、小肠、睾丸中含量较低外，在其他组织中都相 当丰富；r x r y 则主要存在于肾上腺、肾、脑和肺中【2 i 】。 近来核受体己被证明是碳水化合物、脂类、胆固醇代谢的关键调节器 2 2 】。由于 r x r 受体活性像它的配偶体受体激动剂一样像药物对待这些代谢性疾病。在这种背 景下，化合物之问有不同的选择性r a r s 和r x r s 受体被开发出来，以分离维甲酸 活性的多效性。维甲酸类化合物主要通过结合维甲酸受n r a r ) ，进一步激活基因 转录，诱导细胞发生分化而发挥作用。维甲酸类化合物对肿瘤细胞具有诱导凋亡、 抑制生长、促进分化等作用，但均和细胞核内维甲酸受体的表达有关。 1 1 3 维甲酸受体化合物的研究现状 根据维甲酸类化合结构的不同活性部位，我们将维甲酸类化合物的结构主要 分为三部分：前端疏水的环己烯部分( a ) ，末端的极性基团( b ) ，中间由共轭多烯 氢长链连接( c ) 2 3 1 ( 如图1 3 ) 。 4 八n h h 丫 o o h o h n 饕n 。 足9 洲 n 图1 3 类维甲酸化合物的主要组成基团 1 1 3 1r a r 的选择性配体化合物 前期研究工作提供了不含芳香基团的类维甲酸化合物是不稳定的多烯视黄 酸的结构，它是一种r a r 激动剂化合物。因此，化合物7 ( 1 烈p b ) 是第一个 稳定、有效地r a r 的选择性激动剂。化合物8 ( a m 8 0 ) 2 4 】成功修改维甲酸与芳 香环结构并且加入了稳定的的杂环，拥有了良好的化学稳定性的r a r 选择性激 动剂和良好的生物利用度。 1 3 图1 4 随着r a r 受体3 个亚型的发现，维甲酸选择性受体的亚型陆续被报导。例 如，化合物8 是r a r q ( 1 3 ) 选择性激动剂，并且更多的r a r q 型选择性激 动剂如化合物9 ( a m 5 5 5 s ) 【2 5 】和化合物1 0 ( a g n 1 9 3 8 3 6 ) 已被开发利用。化 合物9 作为一个先导化合物【2 6 1 。最近结晶学与核受体配体( l b d ) 结合领域的 研究，提升我们的讨论配体受体相互作用到分子水平【2 7 1 。化合物1 1 ( b m s 9 6 1 ) 是作为一个r a r y 的选择性激动剂，其中的区别是微小的氨基酸残基配体结合 区域的不同【2 8 】。各种的r a r 拮抗剂也被报道【2 9 】，化合物1 2 ( t d 5 5 0 ) 连接笨重 会刚烷作为的疏水部分是第一个r a r 的拮抗剂，并且化合物1 3 ( r o 4 1 5 2 5 3 ) 是报道的第一个r a rq 亚型选择性拮抗剂。r a r 拮抗剂连接杂环如化合物1 4 和1 5 ( l e l 3 5 ) ，化合物1 5 是二苯并二氮卓衍生物，显示的是r a r1 3 受体的选 择性，尽管它们对r a r 亚型选择性拮抗剂亲和力不高。许多r a r 的拮抗剂与 全反式维甲酸类似有较高的r a r s 亲和力。例如化合物1 6 ( 为e r 2 7 1 9 1 ) 和化 6 但在 了拮 r a r 中的 1 6 1 7 图1 5 还有另外一个类被称为非典型维a 酸受体的化合物。非典型维甲酸都有维 甲酸有类似的结构，显示维甲酸活性，并且它们也具有强大的维甲酸核受体的独 立活性【3 2 1 。化合物1 ( 4 h p r ) 是一个含苯胺的全反式维甲酸衍生物，这是第一 次合成的r a r 的配体，并被发现有扭转维生素a 气管缺乏角质化器官培养。化 合物l 抑制全反式维甲酸耐药性细胞的生长，例如h l 6 0 r ，诱导了维甲酸独立 治疗各种癌症细胞株的细胞的凋亡。化合物l 显示出较好的癌症化学预防，如预 防乳腺癌手术后第二次复发的效果。化合物1 8 ( e 5 1 6 6 ) 也是一个独特的维甲酸 衍生物，被称为“无环维甲酸”【3 3 1 。化合物1 8 抑制实验性肝癌变细胞致癌作用 和诱导人肝癌衍生细胞的凋亡【3 4 1 。口服化合物1 8 抑制了二次原发性肿瘤的生长， 而且在可能接受治疗肝硬化患者的肝癌的治疗有很好治愈效果【3 5 】。化合物1 8 没 有严重的不利影响，短期治疗1 2 个月的效果带来了超过数年长远的影响。非典 型维甲酸对癌症的化学预防和药物治疗有很大潜力，尽管他们对细胞增殖和凋亡 的确切作用机制仍不是很清楚 36 1 。许多相关化合物，如化合物1 9 ( a h p n ) 及 2 0 ( s t l 9 2 6 ) 已被报道。化合物1 9 是首次作为维甲酸的r a r r 选择性激动剂合 东南人学硕i j 学位论文 成的，但显示抑制全反式维甲酸诱导细胞凋亡和抗癌细胞的生长。化合物2 0 ， 无法激活维甲酸r a r s 受体，但口服仍显示的对肿瘤细胞抗增殖作用，以及抑制 肿瘤在体内生长【3 7 】。此外，道森等人报道化合物2 1 选择性抑制细胞凋亡的事件 和1 9 诱导增生的事件，这表明化合物1 9 诱导两个不同的信号通路，即通过诱导 细胞周期阻滞来抑制细胞增殖，并且诱导细胞凋亡【3 8 】。这些维甲酸类衍生物作 为毒性较低的药物在癌症治疗和化学预防发挥作用。 1 8 o h 2 0x = h 2 1x = o c h 2 c h c h 2 n h a c c o o h 1 9 c o o h 图1 6 1 1 3 2r x r 选择性配体 9 顺式维甲酸是一种r x r s 内源性配体，但9 c r a 也是一个强的全反式维甲 酸r a r 受体激动剂。化合物2 2 ( s r l l 2 3 7 ) 是第一个被报道的r x r s 选择性激 动剂，化合物2 3 ( h x 6 3 0 ，图2 ) 被报道作为维甲酸增效剂，然后对它的r x r 选择性激动性能进行了鉴定。之后，许多的r x r 选择性激动剂得到报道，如化 合物2 4 ( l g d l 0 6 9 ) 及2 5 ( l g 2 6 8 ) ( 图6 ) ，并且一个新词“r e x i n o i d ”被提出来 描述r x r 选择性激动剂。所以目前为止，还没有具有明显选择性的的r x r 配 体亚型的报告。r x r s 各种因素相互作用，包括核受体异二聚体，辅阻遏物和共 激活剂。由于这种复杂的蛋白质相互作用，不同的r x r 激动剂作用不一定表现 出相同的生物活性。 化合物2 3 和2 6 ( p a 0 2 4 ) 都被报道作为r x r 选择性激动剂。并且单独作用 于h l 6 0 细胞分化的实验中无活性，但大大加强了低浓度化合物8 的聚集度【3 9 1 。 在诱导细胞分化中，化合物8 与2 3 和2 6 表现出不同方面的基因表达 4 0 】。密集 第一章绪论 的d n a 芯片检测表明，在结合化合物8 时，化合物2 3 和2 6 对h l 6 0 细胞有 不同细胞凋亡的影响。因此，化合物8 与2 6 组合制作了基因表达谱如同9 c r a 表达效果( r a r r x r 泛激动剂) ，增加了对h l 6 0 细胞凋亡感应。结合r a r 和r x r 的激动剂进行维甲酸治疗，虽然它们的性质在反应机制中尚不清楚，但 这一结果意义重大。 c o o h c o o h h f n - y n 心 n ，人c o o h 2 5 ：x = c h 2 c h 2 y - - n 2 6 图1 7 r x r 之i b j 的另一个不同之处在于它们的激动剂能够区分异二聚体受体。例 如，化合物2 6 活化p p a ry r x r 和r x r l x rq 二聚体，而化合物2 3 激活 p p a ry r x r 二聚体，即使存在一个l x rq 激动剂，也不会影响对r x r l x r q 二聚体的激活。只有化合物2 6 表达三磷酸腺苷结合盒转运体( a b c a l ) 及载 脂蛋白a 1 依赖时，胆固醇才无差别的释放t h p 1 细胞或巨噬细胞。并且这 两个维甲酸x 受体激动剂分化t h p 1 活性细胞，其中p p a ry 的转录r n a 表 达水平上调。化合物2 3 激活p p a ry r x r 二聚体，提升l x rq 水平，从而增 强a b c a l 的表达，并且由此产生高密度脂蛋白。r x r 激动剂的不良影响之 一是增加血清甘油三酯水平。这种效应被认为是r x r l x p 的异二聚体通过对 结合蛋白1 c 的诱导表达增强的脂肪生成。如果这样的话，化合物2 3 不能激活 r x r l x r 二聚体，可能是一个治疗代谢综合症的理想化合物。 r x r 拮抗剂也表现出异二聚体配体受体相关的行为。化合物2 7 ( l g l 0 0 7 5 4 ) 是最早的作为r x r 二聚体拮抗剂，并在r x r r a r 和p p a ry r x r 二聚体中 9 东南大学硕j j 学位论文 引起r x r 拮抗受体作用。因此，化合物2 7 显示出如r x r 激动剂一样的能引起 p p a ry r x r 激活的抗糖尿病活性【4 2 4 3 1 。近几年研究r x r 配体的构效关系中， 化合物2 8 ( l g l 0 1 5 0 6 ) 是最近发现的一种选择性r x r 配体的p p a ry r x r 二 聚体激活剂，并没有显示出在r x r r a r 的作用或激活r x r l x p 的二聚体中 的维甲酸协同作用【4 4 4 5 1 。化合物2 8 在降低小鼠血糖水平的浓度方面显示出强大 的能力，并且没有提高到甘油三酯水平。而r x r 激动剂化合物2 5 使用时水平显 著提高。化合物2 9 ( h x 5 3 1 ) 是r x r 激动剂化合物2 3 的衍生物，表现出r x r 拮抗活性，通过r x r - r a r 二聚体同时抑制r x r 活性表达和h l 6 0 细胞分化 介导。有趣的是化合物2 9 作用于p p a ry r x r 二聚体拮抗剂，但不同于p p a r a r x r 二聚体在体外反式激活测试【4 6 1 。因此，化合物2 9 选择性激活p p a ry r x r 在脂肪细胞的活动，但没有影响p p a ry r x r 在肝脏的活性，因此对小鼠高脂 肪的饮食起到选择性抗糖尿病和减重效果。化合物3 0 ( p a 4 5 2 ) 比2 9 是一个r x r 选择性更强的拮抗剂【4 7 l 。它们在r a r r x r 二聚体的拮抗活性是不同的。化合物 3 0 没有像化合物8 一样单独活动影响诱导分化，但它抑制了化合物2 6 与低浓度 8 的维甲酸协同作用。在这种情况下，抑制没有达到基础水平，并且在一个分化 的细胞中高浓度的化合物2 6 比8 单独作用诱导百分比更大。同时化合物2 9 抑制 化合物8 单独组合r a r 和r x r 激动剂的水平。因此，一些r x r 配体主要通过 依靠二聚体配体和相关的辅助因素以及允许r x r 二聚体【4 8 】来达到改变抗体和 拮抗活性的目的。 l o 第一章绪论 0 2 n 2 7 图1 8 1 1 4 维甲酸类药物的毒副作用及不良反应 f l ：礅湖hon 人c o o h 。 3 0 类维生素a 药物的毒副作用主要表现：一是在临床上使用的维生素a 类药 物最严重的不良反应为致畸和胚胎毒性，约有1 3 服药的孕妇可发生自发性流产 和胎儿畸形，因此服用类维生素a 类药物的女性患者在治疗前、治疗期和治疗 后的一段时期均应避免妊娠。二是为皮肤粘膜刺激反应，主要表现为红斑、脱屑、 干燥、痰痒、烧灼感、刺痛感等，严重程度与剂量相关。 类维生素a 在毒副作用方面的缺陷至今仍未得到很好的解决，严重限制了 它们在各方面、各领域的应用。但同时类维生素a 在皮肤病和癌症预防及治疗 方面的独特性能，特别是类维a 酸与其受体的作用机制的研究等使得类维生素a 受到生理学、药学、临床医学和合成化学多方面研究工作者的广泛关注，因而对 类维生素a 进行各种方式的结构修饰、寻找具有更好疗效的类维生素a 及其衍 生物的工作从未间断过。 而4 - h p r 由于其独特的组织分布、生物活性及较小的毒性有别于传统维甲 酸类化合物。随着4 - h p r 的作用机制的逐渐阐明和临床前实验及临床试验的大 量结果表明，4 - h p r 不仅具有显著的肿瘤化学预防作用，尚可通过诱导很多种肿 瘤细胞的凋亡而起抗癌作用，有极大的临床应用前景。 东南人学倾i ? 学位论文 受前述研究结果的启发，本文作者计划对维甲酸进行前端六元烯氢环氧化、 及末端亲水性基团修饰，合成一系列酚维a 胺的衍生物，从而得到具有较高的 细胞毒性和更好的水溶性化合物。同时，对酚维a 胺进行生物素荧光标记，以 期获得酚维a 胺的药物作用靶点。在这里有必要对小分子标记修饰研究做简单 综述。 1 2 小分子探针技术 药物发现过程主要包括靶点的鉴别、先导化合物的发现、小分子化合物的结 构优化、临床前药效学和毒性评价及临床试验等几个阶段。靶点的鉴别是药物发 现的关键步骤【4 9 ，以目前基因水平的生物技术尚不能完全确定哪种蛋白质是针 对某种疾病的小分子药物的靶点。因此，掀起了一场寻找新的蛋白以及确定它们 功能的热潮，功能蛋白组学技术得到广泛的应用。 功能蛋白质组学主要是研究蛋白质功能、蛋白质一蛋白质相互作用、蛋白质 一小分子相互作用。其方法主要有蛋白质阵列技术【5 0 1 、噬菌体显像技术【5 i 】、基 因：芯片技术( c d n am i c r oa r r a y ) 5 2 】、a b p p ( a c t i v i t y - b a s e dp r o t e o m i c sp r o f i l i n g ) 技术 5 3 - 5 4 】等。a b p p 技术主要研究与药物发现相关的蛋白质功能，它弥补了其他蛋白 质组学方法的不足，已经成为功能蛋白质组学研究的主要策略之一【5 5 5 6 1 。a b p p 技术运用基于活性分子设计合成的高选择性的分子探针( a c t i v i t y - b a s e dp r o b e ， a b p ) 对蛋白质的功能与结构进行研究，它不仅应用于鉴别与活性分子相互作用 的蛋白质，同时也对其相互作用模式进行研究，在经典蛋白质组学与功能蛋白质 组学问起到桥梁作用。通常a b p 设计包括活性基团( r e a c t i v eg r o u p ) 、连接部位 ( 1 i n k e ru n i t ) 、报告基 ( r e p o r t e rg r o u p ) ( 图1 9 ) 。活性基团结合并共价修饰 ( c o v a l e n t l ym o d i f y ) 靶蛋白。报告基团或称为标签( t a g ) ，如荧光素由于其高灵敏 性，可用于定量检测标记蛋白，或如生物素可以富集、纯化或鉴别被标记蛋白。 迄今为止已经运用a b p p 方法对一些蛋白酶家族进行了研究，如激酶【5 7 1 、糖苷 酶5 8 舶】、脱乙酰组蛋白酶鲫、氧化还原酶6 1 1 、以及不同类型的水解酶，包括丝 氨酸水解酶6 2 捌】。 n b db i o t i n 图1 9 分子探针的组成部分 但是分子探针实验进行的前提条件是必须找到与靶蛋白不可逆共价结合的 活性小分子，并以此为基础设计与靶蛋白不可逆结合的探针分子。但是在很多情 况下，我们所能得到的活性小分子与靶蛋白之间的作用是可逆的，它们之间相互 作用是不牢固的。因此探针分子的设计就需要运用光亲和标记技术，引入光亲合 标记基 习( p h o t o a f f i n i t yl a b e l i n gg r o u p ) ，它的作用是在分子探针与靶蛋白结合后， 通过光解作用在探针分子与靶蛋白之间引入共价键。通常这类探针分子包括活性 部位、光亲合标记基团、连接部位及报告基团。光亲和标记探针分子的光亲和基 团主要有有：苯基叠氮类、二苯甲酮类等【6 5 1 。 1 3 本论文研究思路及内容 酚维a 胺在皮肤病、癌症等的治疗方面有着不可替代的独特作用，随着酚维 a 胺的受体作用机制以及临床研究的不断深入，维甲酸及其衍生物的作用必将进 东南大学硕：学位论文 一步得到丌发。相比之下，当前维a 酸由于其毒性及其亲水性的不足。在结构修 饰和改性方面的工作并不理想。 综合分析后我们发现，一方面，酚维a 胺与维甲酸同样有着非常优秀的生物 活性，在生命过程中扮演非常重要的角色，另一方面由于其表现出临床的毒副作 用较小及其水溶性好，使其进一步研究发展可以预期得到好的临床结果。 第二方面，酚维a 胺氧化得到4 羰基酚维a 胺，使其既有良好的水溶性，又 拥有酚维a 胺的脂溶性，从而改变分子极性、溶解性及吸收代谢以提高药物分子 的活性，降低毒副作用等。同时对4 羰基酚维a 胺进行末端修饰，得到在抗肿瘤 发给面更好的结果。 第三方面，对酚维a 胺及其衍生物通过结合光亲和标记技术，进行了生物素 标记。得到一系列光亲和标记物。这种结合必将成为蛋白质组学研究的更强有力 的工具，对药物的发现起到更大的推动作用。 为此，我们认为：以酚维a 胺在分子生物学、生理学、临床研究及化学合成 方面的研究成果为指导，有目的的设计与合成以酚维a 胺为母核的衍生物，可以 改变其它结构修饰方法仅能改造类维a 酸分子的某一项性质的局限，完全可以以 羰基化修饰达到同时改造维甲酸多项性能的目的，我们认为这一工作将是很有意 义的。 于是，我们以全反式维甲酸为原料合成了一种重要化合物一酚维a 胺，设计 了一条其比较合理的大规模生产的方式。同时合成了4 羰基维甲酰胺衍生物，期 望达到提高维甲酸的生物活性，降低其毒副作用，增强靶向性以提高药物的生物 利用度，同时改变其溶解性等目的。本论文采用几种不同方法和路线合成了一系 列酚维a 胺和4 羰基酚维a 胺衍生物及其生物素标记物，共合成化合物2 0 个其中 新化合物1 5 个并用1 h n m r 、1 3 c n m r 、i r 和m s 等对其进行了结构表征，生物活 性测试工作证在进行中。 本文探索了合成酚维a 胺衍生物的新途径，对酚维a 胺及其衍生物进行了生 物素标记，丰富了酚维a 胺的结构修饰和生物活性研究的研究领域。 1 4 第一章绪论 参考文献： 1 p a i kj ，v o g e ls ，p i n a t e d o s ir ，e ta 1 9 - c i s